Un carrefour à feux est une intersection dont le trafic est réglé par des feux de signalisation lumineux pilotés par un contrôleur. Le réglage des cycles de feux doit permettre d'assurer la sécurité des automobilistes et des piétons tout en permettant un débit maximal.
Définitions Un certain nombre de notions permettent de décrire et d'organiser les carrefours à feu :
Conflit : croisement de deux mouvements, de véhicules ou de piétons. Courant : ensemble de mouvements réunis sur une même voie. Cycle de feux : enchaînement des différentes phases des feux. Durée de vert minimum : durée minimale de vert nécessaire pour écouler le stock d'usagers constitué pendant la durée de rouge.
Mouvement : déplacement de véhicules dont on distingue l'origine et la destination, déplacement de piétons sans origine ni destination. Pour calculer le débit d'un mouvement on compte le nombre du.v.p. auquel on applique un coefficient d'équivalence en fonction du type de mouvement. Direct : mouvement consistant pour les véhicules à traverser le carrefour tout droit. Son coefficient d'équivalence est de 1 Tourne-à-droite : mouvement consistant pour les véhicules à tourner à droite dans le carrefour. Son coefficient d'équivalence est de 1,1 quand l'angle est de 90° et de 1,2 si le mouvement tournant présente un angle aigu difficile à négocier. Un mouvement tournant non prioritaire ayant un conflit avec un flux de piétons supérieur à 250 piétons par heure aura un coefficient de 1,3 ou plus. Tourne-à-gauche : mouvement consistant pour les véhicules à tourner à gauche dans le carrefour. Ce mouvement est le plus complexe à gérer puisqu'il croise le mouvement direct face auquel il n'a pas la priorité et le tourne-à-gauche du sens opposé. Le coefficient d'équivalence est très variable et dépend essentiellement du débit et du nombre de mouvements antagonistes prioritaires. Le coefficient peut ainsi généralement varier de 1,1 à 1,7. Plus le cycle est court, plus le coefficient du tourne à gauche sera faible. Tourne-à-gauche à l'indonésienne : mouvement dans lequel les tourne-à-gauche ne sont pas antagonistes. Les tourne-à-gauche à l'indonésienne s'accompagnent souvent d'une voie de stockage dédiée au tourne-à-gauche. Phase : période durant laquelle un ou plusieurs courants sont admis dans le carrefour. Temps de dégagement : période minimale entre deux lignes de feux qui admettent des courants antagonistes dans le carrefour. Il permet aux usagers engagés à la dernière seconde du passage autorisé sur la première ligne, la libération complète du point de conflit (par exemple, les véhicules effectuant un tourne-à-gauche, stockés au centre du carrefour), avant l'arrivée des usagers s'engageant à la première seconde d'ouverture sur la deuxième ligne. Pour un couple de deux lignes de feux antagonistes A et B, il existe obligatoirement une durée de dégagement A vers B, et B vers A. Matrice des antagonismes et des dégagements: tableau de dimension n lignes de feux, pour chaque case indiquant par la présence d'un temps l'incompatibilité d'ouverture et la durée de rouge de dégagement, entre les 2 lignes de feux concernées. Un contrôleur de carrefour à feux comporte obligatoirement ces informations de sécurité basiques. u.v.p : Unité de Voiture Particulière. Unité permettant de mesurer les débits d'un mouvement, d'une voie ou du carrefour. Un deux roues vaut 0,3 U.v.p., un véhicule léger (< à 3,5 tonnes) vaut 1 u.v.p., un poids lourd ou un bus valent 2 u.v.p., un semi-remorque ou un bus articulé valent 3 u.v.p. Vitesse moyenne : le réglage de la durée des différents temps se fait en considérant des vitesses moyennes d'1m/s pour les piétons (sauf devant une école, un hôpital ou une maison de retraite) et de 10m/s pour les véhicules. Voie : portion de la chaussée dédiée à un courant''.
Les contraintes des carrefours à feux La réglementation routière En France, le fonctionnement d'un carrefour à feux doit respecter la réglementation décrite dans l'instruction interministérielle sur la signalisation routièresecuriteroutiere.gouv.fr. Le maître mot dans le fonctionnement d'un carrefour à feux est sécurité. Ce critère essentiel se traduit notamment par des temps de feu minimum, en particulier pour permettre aux piétons de traverser sans encombre. Des minima et des maxima sont ainsi définis. Si les minima sont toujours respectés, on observe sur le terrain que les maxima sont parfois transgressés. Pour les usagers, le code de la route est le suivant :
À suivre de préférence aux feux (c'est-à-dire que les feux sont alors secondaires) Passage de véhicules prioritaires (Chasse-neige, Pompiers, Police, Gendarmerie). Ordres donnés par les policiers, pompiers, gendarmes, qui sont généralement à pied. Encombrement du carrefour : ne pas passer pour ne pas bloquer le carrefour, et ainsi permettre un passage d'un éventuel véhicule d'urgence.
Si les feux fonctionnent, et hors cas précédent
Le feu rouge indique une interdiction (provisoire) de passer, en Amérique du Nord, où il est possible de tourner à droite en laissant la priorité à l'axe antagoniste. Le feu jaune (ou « orange » comme disent beaucoup de Français malgré l'article R412-31 du code de la routeArticle R412-31 du code de la route) indique un passage imminent au feu rouge. Il dure en moyenne 3 à 5 secondes. Tout conducteur doit marquer l'arrêt devant un feu de signalisation jaune fixe, sauf dans le cas où, lors de l'allumage dudit feu, le conducteur ne peut plus arrêter son véhicule dans des conditions de sécurité suffisantes. Certains pensent que la loi les autorisent à franchir un feu jaune si le véhicule derrière lui n'observe pas une distance suffisante pour s’arrêter sans risque d'accident. Cette interprétation est réputée fausse. Le feu vert indique une possibilité de passage, il ne donne cependant pas la priorité. En particulier si un véhicule tourne à gauche, il croisera le chemin des véhicules venant d'en face, qui auront le feu vert en même temps. De plus les piétons et les véhicules d'urgence sont légalement prioritaires. Le feu rouge et le feu jaune annoncent un passage imminent au vert, et dure de 0.75 à 1 seconde (hors de France).
Si les feux sont éteints, jaune ou « orange » clignotant L'article R412-32 du code de la routeArticle R412-32 du code de la route parle de feux jaunes, et non pas de feux orange clignotants. Les feux de signalisation jaunes clignotants ont pour objet d'attirer l'attention de tout conducteur sur un danger particulier. Ils autorisent le passage des véhicules sous réserve, le cas échéant, du respect des dispositions relatives aux règles de priorité établies par le code de la route ou prescrites par une signalisation particulière.
La simplicité du carrefour Le fonctionnement du carrefour doit être le plus compréhensible possible, et donc le plus simple afin que les usagers ne se trompent pas dans l'utilisation du carrefour. Le fonctionnement de tout carrefour à feux implique également un minimum incompressible de temps perdu. Ainsi, le rouge de dégagement qui conserve une période tampon entre deux phases, à la fois pour permettre au carrefour de se vider mais aussi pour conserver des marges de sécurité, ou encore le temps de redémarrage des véhicules au vert font couramment perdre 4 à 8 secondes par cycle. Il est donc impératif de conserver un nombre de phases le plus réduit possible pour limiter les pertes de temps.
La lisibilité et la légitimité du carrefour Le respect des feux est directement lié à leur légitimité apparente. Si un feu est ou semble inutile ou que son fonctionnement est trop contraignant, les infractions augmenteront, grevant la sécurité et l'efficacité du carrefour. Implanter un carrefour à feux est donc un exercice délicat qui impose une efficacité optimale.
Prendre en compte les véhicules hors norme Si la voiture particulière est prédominante, il n'en demeure pas moins que les bus et les deux roues circulent également sur la voirie. Le cycle de feu doit donc leur être adapté, tout particulièrement quand une infrastructure spécifique leur est dédiée (par exemple les couloirs de bus ou les pistes cyclables).
Le problème est particulièrement sensible dans le cas d'une phase escamotable déclenchée par une boucle d'induction magnétique noyée dans la chaussée, si celle-ci n'est pas suffisamment sensible le feu risque de ne pas se déclencher à l'arrivée d'un véhicule hors norme (moto).
Prendre en compte la traversée des piétons La sécurité des piétons est particulièrement importante parce qu'ils sont très difficiles à canaliser. Il faut donc veiller à leur offrir des possibilités de traverser qui ne rallongent néanmoins pas leur trajet ni leur temps de traversée.
Assurer un débit adéquat Un carrefour à feux ralentit nécessairement le trafic mais, dans la mesure où le plan de feu est souvent préprogrammé, une erreur provoquerait plus qu'un ralentissement, un blocage du carrefour. Il ne s'agit donc pas uniquement ne pas trop ralentir le flux des véhicules mais aussi de s'assurer qu'il demeure possible
Adaptation du plan de feux au trafic Le trafic routier n’est pas homogène, il connaît des variations régulières (les heures de pointes, les retours de week-end) mais aussi des variations aléatoires (un événement sportif, une déviation). Plusieurs méthodes permettent d’adapter le plan de feux à la réalité de la circulation.
Les plans de feux précalculés Un certain nombre de plans de feux différents ont été calculés en fonction des différentes configuration de trafic possibles. Cette solution est généralement utilisée pour les variations régulières. Une programmation les déclenche à heure fixe ce qui impose que la variation régulière soit effectivement prévisible et qu’elle dure également au minimum .
La micro-régulation Ce deuxième type de solution employé pour les variations aléatoires s’appuie sur des technologies nettement plus sophistiquées. Les moyens les plus courants sont les boucles à induction noyées dans la chaussée ou des radars qui permettent d’estimer la longueur de la file de véhicules, les boutons-poussoirs pour permettre aux piétons d’obtenir le feu rouge, les émetteurs à bord de véhicules à privilégier (comme les bus). Il existe également des détecteurs de vitesse qui déclenchent le rouge quand ils repèrent des véhicules en excès de vitesse. Cette solution est couramment mise en œuvre en Espagne et au Portugal. L’INRETS développe actuellement un système d’analyse d’image vidéo afin de prendre également la mesure des files d’attente aux feux.
Escamotage Il s’agit de l’une des applications de la micro-régulation qui consiste à supprimer une phase du cycle de feux, supprimant ainsi un mouvement pour lequel il n’y a pas de véhicule en attente. L’escamotage est en général utilisé dans les cycles de feux comprenant plus de deux phases.
On peut également choisir entre deux phases conditionnelles en fonction de la file d’attente correspondant à chacune de ces phases afin d’optimiser le débit du carrefour.
La fiabilité des équipements de détection est fondamentale puisqu’un véhicule non détecté risque de ne pas bénéficier de la phase lui correspondant. Les deux-roues et les poids lourds sont souvent difficilement détectés par les boucles à induction.
Durée de vert adaptable